COMSOL超聲固體的案例
COMSOL超聲探傷
0 背景介紹
超聲波探傷是利用超聲能透入金屬材料的深處，并由一截面進入另一截面時，在界面邊緣發生反射的特點來檢查零件缺陷的一種方法，當超聲波束自零件表面由探頭通至金屬內部，遇到缺陷與零件底面時就分別發生反射波，在熒光屏上形成脈沖波形，根據這些脈沖波形來判斷缺陷位置和大小。本模型是自己興趣所做，其中相關幾何結構有所出入，模型參考文獻：Air-Coupled Nondestructive Evaluation Dissected。
1 模型介紹
本模型中固體結構為鋁板（長200mm，厚2.28mm），鋁板上下各有1mm厚的空氣層，其中發射端的長度為25mm，法向方向與豎直方向呈14°角，同理接收端類似，由于參考文獻中看不出，二者之間的距離，所以模型建模的過程中有所出入，導致結果有點出入，但是不影響此類仿真方法實施。
2 邊界條件設置
聲固耦合邊界處法向位移和法向應力保持連續，空氣域真空接觸區域為聲輻射邊界，以防止周圍邊界造成的聲波反射影響分析結果，固體鋁板的四個點為固定約束邊界。
3 網格繪制
矩形區域選擇mapped方式進行網格繪制，其余選擇三角形網格繪制，最大單元尺寸為h_max.
4 仿真結果
聲波震動以及固體結構位移
發射端的波形
接收端的波形
由于計算時間稍短，接收端的波形的沒有完全顯示，后續計算的時候可以延長計算時間。
展開 基于comsol的超聲焊接工件
基于comsol的超聲焊接工件
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基于comsol的超聲紅外裂紋摩擦發熱仿真分析
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</div>
</div><p><strong>超聲紅外熱探測技術的無損探傷基本原理：</strong></p><p>1、<strong>發射超聲振動：</strong>超聲紅外熱像技術是超聲波發生器產生電信號，產生短脈沖( 50 ～ 200 ms) 、低頻率( 20 ～ 40 kHz) 的超聲波作用于物體表面，超聲波經過界面耦合在物體中傳播。</p><p><strong>2、驅動損傷區域摩擦發熱：</strong>遇到裂紋、分層等損傷時，在超聲波的激勵下介質損傷兩界面間發生接觸碰撞，質點間的摩擦作用使超聲波產生的機械能轉化為熱能，從而使損傷處及相鄰區域的溫度明顯升高，</p><p><strong>3、紅外成像，發現熱區：</strong>其對應表面溫度場的變化可用紅外熱像儀觀察和記錄。</p><p><br></p><p> 此次采用comsol的固體力學和固體傳熱模塊復現 超聲致裂紋摩擦發熱基本原理。</p><p> 其中兩個模塊耦合采用的是固體力學的接觸-摩擦以及相應的摩擦耗散熱進行。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202202/d8ea00fe191141a2b3c48429e6dc7a32.gif"></p><p><br></p>
展開 COMSOL激光超聲案例
0、研究背景
激光超聲是一種非接觸,高精度,無損傷的新型超聲檢測技術。它利用激光脈沖在被檢測工件中激發超聲波,并用激光束探測超聲波的傳播,從而獲取工件信息，比如工件厚度、內部及表面缺陷，材料參數等等。
本案例主要研究激光作用在物體表面上的熱彈效應。即在較低的吸收率下，表面吸收的熱量不超過物質融化溫度，產生的是短時膨脹過程，與該膨脹相關的應力波絕大部分在彈性范圍內。
1、模型介紹
本模型為一塊矩形鋁板（長×寬：5mm×3mm），選擇2d、固體傳熱、固體力學、多物理場模塊為熱膨脹和溫度耦合。具體如下圖所示，其中固定溫度為室溫。
2、熱通量定義
熱通量是關于時間和位置的函數。
位置函數：
時間函數：
熱通量：an3(x,t)=an1(x)*an2(t)
3、結果分析
熱膨脹引起的振動
熱膨脹引起的振動（高程顯示）
從結果來看，熱應力引起的波可以看到橫波和縱波的存在。總感覺這個模型有說不出來的問題，大家可以一起討論下，以此來進一步完善模型。
歡迎大家隨時交流：
展開 
Comsol超聲空化仿真分析氣泡運動 ￥2200
超聲空化是一種重要的物理機理。超聲空化是指液體介質中的微小氣泡核在強超聲波的作用下,氣泡體積經歷生長振蕩而最終迅速崩潰的過程。在超聲空化氣泡的崩潰過程中,會在非常有限的體積內瞬間產生巨大的壓力梯度和溫度梯度,從而引發系列的化學、物理和生物等效應,如對金屬表面的腐蝕,光脈沖輻射的產生,化學反應速率的加快,生物組織結構的改變等。超聲空化過程是眾多空化氣泡的動力學過程,對單一空化氣泡的動態過程研究不僅是研究多個氣泡空化的起點,而且是研究系列超聲空化現象的基礎。
其主要的控制方程如下：
本模型調用系數型邊界偏微分方程和動網格，展示了氣泡在超聲空化過程中的變化：
兩個周期振蕩過程中，氣泡的半徑與初始半徑比值的動態變化。
這是氣泡動能的變化 ，相比較，隨著振動周期，氣泡動能也在增加。
有興趣的可以加我，交流模型。
展開 基于comsol的激光激發超聲裂紋探測模型 ￥2400
image_process=/format,webp/resize,w_760" data-initial-src="https://img.jishulink.com/images/202205/8K5SUspNN7zrV2HEf8t6Ud.png"></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p>我們開始在comsol內部設置模型。</p><p>1、繪制幾何，繪制長20mm高7mm的矩形，并在中間繪制任意位置任意形狀裂紋，本次模型是一個矩形裂紋。</p><p>2、材料，本次模型采用鋁材質，使用comsol內部自帶的鋁材質信息。</p><p>3、設置固體力學模塊</p><p>4、設置固體傳熱模塊，其中激光我們采用的固體傳熱中自帶的沉積光束功率選項。</p>
</div><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p>5、合適的網格劃分</p><p>6、開始瞬態求解。</p><p>7、后處理觀察和提取數據。</p><p><br></p><p><strong>模型文件在文中開頭，需要的可以下載，加密文件如需密碼可以私信我。謝謝。</strong></p><p><br></p><p><br></p>
展開 comsol固體力學和靜電耦合
comsol固體力學和靜電耦合 壓電效應 采用正弦激勵 為什么終端接受的電壓不是從零開始 壓電效應不是應該在施加力之后就變成零了嗎？
comsol求助?。?！
目前在做的是開關柜仿真，只加了磁場和固體傳熱，跑不
目前在做的是開關柜仿真，只加了磁場和固體傳熱，跑不出來。最后把固體傳熱和場耦合都關了，只跑磁場一直出現這個問題，是啥情況啊！
[圖片]
comsol固體力學模塊怎么提取彎矩
comsol在 結構力學的“梁”接口里可以畫彎矩圖，而固體力學模塊沒有，請問有什么方法可以求出彎矩嗎，比如用固體力學模塊建的鋼筋混凝土結構？ 想要提取抗滑樁周圍的彎矩圖，有償求助
基于Comsol的超聲探測鋰電池SOC狀態仿真分析
image_process=/format,webp/resize,w_760" data-initial-src="https://img.jishulink.com/upload/202103/e82e23f52a4147988b67a3c8abaf72bf.png">
</div><p>從分析結果可以看到，基于Comsol的超聲仿真分析可以比較準確的貼近實驗，符合真實趨勢，對預測更復雜的鋰電池內部情況提供幫助。</p><p><br></p><p>有興趣的可以加我，交流模型。</p><p><br></p>
展開 從零搭建Comsol 5.6版本的激光超聲仿真模型
自己搭建的Comsol 5.6版本的激光超聲仿真模型，視頻內容詳細，歡迎觀看。
激光超聲二維位移圖如下：
激光超聲表面波波形如下：
點擊下方↓↓↓課程鏈接進行觀看。
課程鏈接
基于COMSOL的固體力學或壓力聲學模塊仿真聲子晶體
在COMSOL中，可以用固體力學或壓力聲學模塊仿真聲子晶體。
首先以一維聲子晶體為例：
如上圖，模型左右兩部分是不同的材料，并且在左右方向具有周期排列特征。
在物理場中設置周期性邊界條件：
在周期邊界上設置一致的網格點，以提高數值穩定性：
仿真得到的一維聲子晶體能帶圖：
對于實際的準周期性模型，可以計算透射譜，以驗證聲子晶體能帶中存在的禁帶現象：
上圖可以明顯看到頻率對透射率的影響。特定的頻率下，聲波很難從一端傳播到另一端，就是對應的能帶圖中所謂的禁帶。
對于二維、三維模型，需要根據對稱性，建立合適的周期性模型及添加合適的周期性邊界條件。一些二維、三維結構的布里淵區：
二維聲子晶體能帶：
三維FCC聲子晶體能帶，以及這里選取的周期性結構：
得到的聲子能帶圖：
也可以按實際路徑長度，設定高對稱點分割，以便后續添加高對稱點標記：
最后,有相關需求,歡迎通過公眾號聯系我們.
公眾號:320科技工作室.
展開 comsol固體力學中預壓縮梁的分析
在comsol中怎樣對一個未壓縮的梁進行一定的軸向壓縮后，再分析它的力學性質呢，是要進行多步驟分析嗎
comsol水平固體表面液滴熱毛細遷移
2幾何模型
如
上圖所示，在長W=10mm，寬H=1.5mm的長方形內，內部充滿空氣，一個小圓柱帽型液滴L=0.55mm鋪展在光滑以及化學成分一致的固體表面。底部表面為非均勻溫度分布表面?？紤]影響因素：液滴受熱毛細力的作用發生移動，主要模擬出液滴內部及周圍流場分布變化過程，液滴界面的溫度分布，移動過程中前進角和后腿角的變化。并且考慮液滴的變形。
3結果與分析
分別計算了兩篇文獻（A和B）中的兩個模型：
文獻：《A numerical study of thermo capillary migration of a small liquid droplet on a horizontal solid surface》
文獻：《Numerical investigation of the thermo capillary actuation behavior of a droplet in a micro channel》
兩篇文獻的溫度場結果不同之處在于邊界條件設置不同，實際仿真中需要貼合實際的物理過程。對于流場的不同文獻A是封閉式結構，文獻2是開放式式結構。
文獻A結果 ：
t=0.02
t=0.5
t=1
圖1 溫度場：
t=0.01
圖2 流場（流線大小控制）：
面箭頭：
文獻B結果：
t=0.01
圖3 溫度場（等溫線）
t=0.01
圖4 流場（流線大小控制）
展開 基于Comsol固體力學相場法模擬焊點熱應力裂紋擴展
image_process=/format,webp/resize,w_219" alt="基于comsol的鋰電池疊片電化學耦合熱分析的圖1" width="219"></span></p><p> 微電子元件是冷卻系統中的一個關鍵環節。由于反復接通和斷開電源，微電子元件受到熱循環的作用，焊點處會出現裂紋，斷開了芯片與印刷電路板的連接，使微電子元件失去其操作功能。</p><p> 本例基于“非線性結構材料模塊”中的模型“焊點的黏塑性蠕變”、基于相場的損傷，耦合溫度場對單個焊點進行仿真分析，分析焊點在極端熱循環下的裂紋萌生和擴展情況。</p><p> </p><div contenteditable="false" width="100%"><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202109/c03555933668420082284eb58bcf3090.gif" title="Untitled.gif" alt="Untitled.gif" style="max-width: 760px; width: 536px; height: 310px;" width="536" height="310" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202109/c03555933668420082284eb58bcf3090.gif?
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